Ce caracteristici sau tehnici speciale de manipulare au biplanele?

Răspuns scurt:

Pentru clarificare: echivalența dintre biplan și monoplan înseamnă decât ambele au aceeași aripă și același motor. Apoi principalele diferențe de manevră sunt:

• Biplanul are o accelerare mai bună a rulării decât o monoplan echivalent.
• Biplanul are o rată de rulare mai mare decât un monoplan echivalent la aceleași viteze.
• Toate zborurile biplanului au loc la viteze mai mici, rezultând un spațiu mai mic pentru toți manevre. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că efectele inerțiale sunt mai puțin pronunțate: atunci când trageți în sus, există mai puțină energie cinetică disponibilă pentru urcare, astfel încât (de exemplu) virajele cu cap de ciocan se vor termina cu o creștere mai mică a altitudinii.

Diferențe de manipulare : biplanul are

• forțe mai mici ale eleronului pentru aceeași rată de rulare la același viteză
• forțe de control mai ușoare în general datorită vitezei de zbor mai mici

Diferențe de performanță :

• distanțe mai mici de decolare și aterizare
• o viteză mai mică de blocare
• o viteză maximă mult mai mică
• o viteză și o rază de croazieră optime mai mici
• o cerință de putere mai mică datorită vitezei mai mici de zbor sau, dacă ambii utilizează același motor, un raport mai bun putere-greutate ul>

  în comparație cu un monoplan echivalent. Aceste diferențe sunt mai pronunțate dacă avionul transportă doar pilotul și nu are prea multă sarcină utilă.

  Tehnicile de zbor sunt aceleași ca și pentru monoplanuri. În mod indirect, diferențele se datorează probabil diferențelor de proiectare. Exemplu: puțini biplani profită de pe urma unui tren de aterizare retractabil, în timp ce retragerea treptelor are sens pentru monoplanele cu încărcare mai mare a puterii (putere instalată în raport cu zona aripii).

  Explicație

  Biplanele au două diferențe:

  • Înălțimea aripii mai mică în aceeași zonă a aripii și
  • Întinderea firului are ca rezultat aripi biplane foarte ușoare.

  intervalul mai mic reduce amortizarea rolului și inerția rolelor, astfel încât un biplan va accelera într-o rolă mai repede decât un monoplan echivalent și va atinge o rată de rulare mai mare. Aceasta este principala diferență în manevră.

  Intervalul de aripă mai mic are ca rezultat o tracțiune mai indusă dacă ambele au aceeași masă și aceeași viteză. Cu armarea sârmei, această condiție nu este realistă, iar un biplan echivalent va fi mult mai ușor. Dacă structura este o parte substanțială a masei aeronavei (acest lucru este tipic pentru avioanele acrobatice), rezultatul poate fi cu ușurință o tracțiune mai puțin indusă, în ciuda spațiului inferior și, de asemenea, încărcării inferioare a aripii. Acest lucru la rândul său înseamnă că ambele zboară la viteze diferite: biplanul va putea zbura mult mai lent, dar tracțiunea aerodinamică a contravântuirii îl va restricționa la viteze mici. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că efectele inerțiale sunt mai puțin pronunțate: Masa mai mică > și viteza mai mică a combinației biplane pentru o diferență semnificativă față de monoplanul echivalent.

  Pentru afișajele acrobatice este ideal: toate acțiunile au loc aproape de audiență, iar biplanul va avea nevoie de o zonă mult mai mică pentru toate manevrele decât un monoplan echivalent, dar mai greu.

  O altă diferență de performanță sunt distanțele de decolare și aterizare mult mai mici, datorită încărcării inferioare a aripii, ceea ce duce la o viteză mai mică de blocare. Rezistența optimă și viteza optimă de acțiune sunt mai mici decât cele ale unui monoplan echivalent, astfel încât toate zborurile biplanului au loc la viteze mai mici, ceea ce este benefic pentru antrenamentul aeronavelor.

  Deoarece forțele de control sunt proporționale cu presiunea dinamică, un biplan va avea forțe de control mai mici decât un monoplan echivalent. Aici echivalența înseamnă, de asemenea, că acordul relativ al tuturor suprafețelor de control este același. În realitate, un proiectant bun va selecta o coardă relativă mai mare pentru suprafețele de control ale biplanului pentru a se asigura că forțele de control sunt peste minimul necesar.

  Motoarele grele și nesigure din primii ani au făcut biplanele ideal mod de a ieși în aer. Odată ce motoarele au devenit mai puternice și au permis sarcini utile mai mari, monoplanul a devenit mai potrivit pentru transportul de pasageri și mărfuri la viteze mai mari și pe distanțe mai mari.

  Comentarii

• cât de multe dintre aceste avantaje pot fi atribuite greutății mai ușoare a biplanelor față de avioanele cu o singură aripă, pentru aceeași zonă aripă? în afară de construcția zmeului cu cutie, majoritatea biplanelor au aripi din țesătură, comparativ cu pielea metalică și distanțele din lemn sau metal ale avioanelor cu o singură aripă, făcându-le mult mai ușoare.
• @rbp: Echivalența înseamnă că ambele ar trebui să utilizeze aceleași materiale și procese. Cu presiunea dinamică mai mică a biplanelor, acestea au mai puține probleme. cu flutter și încărcături rafale, deci este posibil să bui Le-am făcut din lemn și țesături. Acum ambele nu mai sunt echivalente, ca și în cazul retractabilității uneltelor pe care am folosit-o ca exemplu. Optimizarea fiecăruia va însemna pierderea bazei unei comparații corecte. Atunci când sunt comparate design-urile optimizate, biplanul va beneficia de designul ușor al aripilor pentru a economisi și greutatea în toate celelalte părți. În cele din urmă, toate acestea sunt cu adevărat o consecință a construcției zmeului de cutie.
• ” presiunea dinamică mai mică a biplanelor, au mai puține probleme cu fluturarea și rafala încărcări ” puteți îmbunătăți răspunsul pentru a cita o referință? sau poate explica mai bine de ce?
• @rbp: Atât viteza, cât și presiunea dinamică sunt factori în flutter. Viteza determină frecvența oscilațiilor aerodinamice, iar presiunea dinamică determină câtă energie este implicată. Oscilațiile nu trebuie să aibă frecvențe similare cu modurile proprii structurale pentru a evita fluturarea, iar o viteză mai mică înseamnă că este necesară o rigiditate structurală mai mică pentru a asigura acest lucru. Încărcăturile de rafală sunt din nou proporționale cu ambele, iar viteza de zbor mai mare produce pante mai abrupte ale schimbărilor de forță, iar schimbarea forței în sine este proporțională cu presiunea dinamică.
• @BrianDrummond: Acest lucru ajută foarte mult și face singura aripă structurală foarte asemănător cu o aripă biplană.

Pe scurt, avantaje și dezavantaje sunt:

Avantaje

• Biplanele (sau triplane ) pot ridica de obicei cu până la 20% mai mult decât poate un monoplan de dimensiuni similare cu anvergură aripilor asemănătoare. Prin urmare, un biplan va avea în mod obișnuit o anvergură a aripilor mai scurtă decât monoplanul echivalent, care tinde să ofere o manevrabilitate mai mare.
• Struturile și armăturile de sârmă ale unui biplan tipic formează o > grindă cutie . În special atunci când este împărțit în golfuri, acest lucru permite o structură aripilor foarte ușoară, dar puternică și rigidă. Acest lucru permite unui biplan să zboare cu foarte puțină putere …

Dezavantaje

• Fiecare aripă interferează negativ cu aerodinamica celeilalte, necesitând o suprafață totală mai mare pentru a produce aceeași ridicare ca monoplanul echivalent.
• Un biplan produce, de obicei, și mai mult un monoplan, mai ales pe măsură ce viteza crește.

Progrese tehnologice

În primele zile (anii 1900-1930), cel mai mare avantaj al biplanelor era acela de a avea de două ori suprafața și o structură rigidă pentru a susține aripile. Dar în prezent, materialele plastice armate cu fibră de carbon de înaltă rezistență au făcut posibilă construirea aripilor cu un raport de aspect foarte ridicat, fără niciun suport extern (sau puțin). Odată cu apariția oțelului, apoi a cadrelor de aer din aluminiu, considerațiile anterioare au fost mut, iar monoplanele au devenit mai frecvente decât biplanele.

NASA are un istoric discuție despre acestea.

Comentarii

• Ce vrei să spui prin al doilea punct de avantaj? Cum afectează structura grinzii cutiei putere (dincolo de creșterea acesteia, deoarece are o rezistență mai mare)?
• @JanHudec ‘ nu am lipit întreaga explicație din Wikipedia, dar am făcut-o acum. Dacă credeți că încă nu ‘ clarifică complet punctul, vă rog să-mi spuneți și ‘ îl voi actualiza.
• Nu ‘ t. Deoarece nici ‘ nu are sens nici pe Wikipedia. Traversa cutiei permite construirea acesteia dintr-un material mai slab. Dar are o tracțiune mai mare și, prin urmare, necesită mai multă putere a motorului, la toate turațiile.
• @PeterK ä mpf: într-adevăr, atât de încet încât un Antonov 2 nu pare ‘ nu au o viteză oficială de blocare. Dacă zburați suficient de lent, ‘ coborâți cu el ca cu o parașută.
• @JanHudec: tragerea indusă este, de asemenea, proporțională cu ridicarea și o brichetă avionul necesită mai puțin. Din nou, o mică diferență de viteză va face deja o mare diferență de putere.

Biplanele se ocupă ca cărămizile . Își pierd altitudinea mai repede la viteză mică și sunt mult mai ușor de stagnat. Au mai multă rezistență și vor intra mai ușor într-o rotire. Acestea sunt mult mai susceptibile la vânturi încrucișate decât monoplanele și, prin urmare, pot decola și ateriza doar în condiții relativ moderate, deoarece vor răsturna cu ușurință.

Avantajul pe care îl au este că se pot întoarce mult mai repede decât un monoplan, deci sunt folosite în prezent în principal pentru acrobație, cum ar fi Pitts Specials.

În timpul războiului, piloții care zboară Fairey Swordfishes și Fireflies erau în mare pericol din cauza Bf109-urilor mult mai rapide. Vor scăpa plonjând spre ocean într-o cădere virtuală liberă, apoi se vor retrage în ultimul moment. Orice pilot Messerschmidt suficient de prost ca să-i urmeze în această manevră ar urma să-și zboare ultima misiune.

Nu există nicio diferență de principiu în manipulare. Ambele au același set de suprafețe de control și stabilitatea se realizează utilizând aceleași metode, deci tehnicile de pilotare sunt aceleași. De obicei, vor exista diferențe de performanță. Biplanele slăbesc viteza mai rapidă, dar sunt ușor mai manevrabile.

Principalul avantaj al biplanului este că poate fi construit cu materiale mai puțin rezistente, deoarece aripile sunt mai scurte, iar structura de întărire a grinzii cutiei distribuie foarte bine sarcinile. . Acest lucru a însemnat adesea o greutate mai mică, care compensează tracțiunea crescută.

Principalul dezavantaj al biplanului este că anvergura aripilor mai mică înseamnă un raport de aspect mai mic și, prin urmare, o tracțiune indusă mai mare, care domină la viteză mică, iar suprafața frontală și suprafața mai mari zona (interferența dintre aripi înseamnă că sunt mai puțin eficiente decât ar fi independent) înseamnă o tracțiune de formă mai mare, care domină cu viteză mare. Deci, un biplan are nevoie de un motor mai puternic pentru aceeași greutate și nu va aluneca atât de departe în cazul în care motorul va defecta. rezistența mai mică și greutatea lor mai mare au anulat puținul avantaj aerodinamic pe care îl aveau, astfel încât biplanele au dominat. Cu aripile în consolă, avantajul aerodinamic al monoplanelor a devenit mai important, iar biplanele aproape au dispărut.

Câteva biplane aerobate (cum ar fi celebrul Pitts SC1) a rămas, cel mai probabil pentru că, cu anvergura aripilor mai scurtă, au un moment de inerție mai redus în rolă și, prin urmare, rulează ușor mai ușor.

Biplanele au zone de aripă de obicei mai înalte pentru aeronavele de aceeași dimensiune. Îmi amintesc că am biplan că am făcut o plimbare în prăbușit nu cu o oră mai târziu, deoarece în finalul scurt a prins o rafală de vânt și a ajuns cu capul în jos pe pistă!

(Toată lumea era în regulă, dar nu uitați niciodată cutia de tablă atârnată un sunet de bicicletă a unui accident de avion.)

Comentarii

• În timpul Primului Război Mondial, Triplanul Fokker a fost cu adevărat manevrabil. < acepilots.com/wwi/fokker_triplane.html > ” Fără îndoială cel mai faimos luptător din Primul Război Mondial, Fokker Dr I a fost o revelație când a intrat în serviciu pe frontul de vest în 1917. JG 1 a lui Manfred von Richthofen a fost primul Jasta care a completat complet re-echipați-vă cu noul luptător și, în mâinile pricepute ale numeroșilor săi ași, Dr. I s-a dovedit un adversar redutabil. Dr. I a rămas în serviciu pe frontul de vest până când a fost înlocuit de superiorul Fokker D VII în mai 1918. …
• Cu câteva săptămâni înainte, însă, asul principal al Germaniei, marele „Baron Roșu” , fusese ucis la comanda unui Dr. I. Designul revoluționar de triplan adoptat de Fokker a fost inspirat de Triplaneul la fel de reușit al lui Sopwith și, deși construit într-un număr remarcabil de mic, legenda lui Fokker Triplane a făcut din acesta cel mai cunoscut avion care a ieșit din Războiul Mondial 1. ”
• Ooh, și britanicii aveau și un Triplan.De asemenea, pare foarte eficient, deși nu este la fel de cunoscut ca Fokker Triplane < thevintageaviator.co.nz/projects/sopwith-triplane / … > Imagine < thevintageaviator.co.nz/sites/default/files/styles/… >
• Fokker Triplane picture < plane-encyclopedia.com/wp-content/uploads/2016/06/… > Arrgh, linkul câștigat ‘ nu funcționează … Dar dacă este lipit într-un browserul va …